放射源

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放射性物質制備的小型緊湊的輻射源的通稱

放射源


用天然或人工放射性核素制成的、以發(fā)射某種輻射為特征的制品。放射源的基本特點是能夠不斷地提供有實用意義的輻射。習慣上常把用于γ輻射照相探傷、放射治療、輻射加工和輻射效應研究等目的的γ放射源,專稱為輻射源。同位素能源是一種特殊形式的放射源,能提供核衰變產生的熱能?! ?/p>

目錄

分類

放射源按所釋放射線的類型可分為α 放射源、β放射源、γ放射源和中子源等;

放射源

按照放射源的封裝方式可分為密封放射源(放射性物質密封在符合一定要求的包殼中)和非密封放射源。絕大多數(shù)工、農和醫(yī)用放射源是密封放射源。某些供實驗室用的、強度較低的放射源是非密封的?! ?/p>

制備

在設計和制備放射源時要考慮到源的實用性,即輻射種類、

放射源

能量和強度能符合使用要求,源的有用輻射效率高和源的安全性能好。制備放射源首先是選擇合適的放射性核素,然后再根據(jù)其化學性質和源的使用要求確定制備工藝?! ?/p>

核素

放射源用的核素的來源主要有四方面:①反應堆輻照生產的,有氚、鐵55、鈷60、鎳63、硒75、銻 124、鐿169、銩170、銥192、鉈204、釙210、钚238等;②核燃料后處理得到的,有氪85、鍶90、銫137、钷147和某些錒系元素如钚239、镅241、锎252等;③加速器生產的,有鈉22、鈷57、釔88、鎘109、鉍207等;④天然放射性核素,主要有鈾鐳系中的鐳226。早期的α放射源、γ放射源和中子源主要是用鐳226制成的。鐳226生產困難,價格高,現(xiàn)在多被人工放射性核素代替?! ?/p>

活性塊制備

制備密封放射源是先將放射性物質制成活性塊,然后再進行包殼密封。制成的活性塊要求在空氣中穩(wěn)定,在水中放射性浸出率低。常用的制備活性塊的方法,有玻璃、陶瓷、搪瓷法,粉末治金法,電鍍法等。

① 玻璃、陶瓷、搪瓷法 其共同點是把放射性物質以氧化物的形式和玻璃料、陶瓷料或搪瓷釉料一起燒結而成。所得活性塊的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和耐輻照性能都很好。放射性氧化物或其他化合物和某些金屬混合后,在高溫下形成金屬陶瓷體,具有金屬和陶瓷兩重性,是一種較好的活性塊形式。

② 粉末治金法(又稱粉末治金-滾軋法) 把放射性金屬陶瓷體經粉末冶金處理后包在金、銀等延展性好的金屬中,在軋機上滾軋成箔源。這種工藝適于生產強度較低的大批量的α源和β源。

③ 電鍍法 常用于某些α源、低能β源和低能γ(X)射線源的制備。低能γ(X)射線源又稱低能光子源,包括低能γ源、X射線源和軔致輻射源。

除上述方法外,還有一種不需進行化學加工處理的制備活性塊方法,即直接用反應堆輻照過的適當形式和形狀的靶材料制成活性塊。例如常用的鈷60和銥 192γ放射源的活性塊就是這樣制成的。

包殼密封 把源的活性塊密封在相應的包殼里。包殼材料不僅要便于實施密封,而且還應具有足夠的強度和抗腐蝕等性能,以保證放射源在使用過程中不會破損而使放射性物質散落出來,污染環(huán)境。

包殼所選用的材料、形狀、規(guī)格和密封技術等,一般根據(jù)源的射線特點、源的強度及使用條件而定,常用的材料是不銹鋼。α源、低能β源和低能γ(X)射線源的源窗部分須選用耐輻照的薄材料,以保證具有較高的射線發(fā)射效率。高能β源、γ放射源和中子源大多用不銹鋼包殼,氬弧焊密封?! ?/p>

質量控制

放射源的質量主要包括源的輻射強度和密封性能。每一個放射源都要進行輻射強度測量,如有必要,還要進行能譜測量。密封放射源應滿足國際標準和國家標準所規(guī)定的各類密封放射源的耐溫度、壓力、撞擊、振動和穿刺等項要求。這些檢驗是在源設計試制時進行的。對于正式產品源,除進行強度、能譜測量外,還要逐個進行表面污染和泄漏檢查。從源表面擦下的放射性污染量和泄漏量均不得超過185貝可。  

應用

以放射源發(fā)射出的射線與物質作用所產生的電離、吸收、散射活化等效應為基礎?! ?/p>

電離

帶電粒子主要通過電離作用把能量轉移給周圍介質。中子、γ射線與物質作用產生高能帶電粒子,再進行電離。α粒子和低能β粒子的射程短,比電離值高,在較短的射程內可產生大量的離子對,形成高密度的離子云,可用于放射性靜電消除器、離子感煙探測器、電子捕獲鑒定器和真空電子管中所用的電離源等。γ射線有很強的穿透力,能在較大體積內產生電離作用,其應用有輻射消毒滅菌,食品輻照保藏,輻射育種,放射治療和輻射加工等?! ?/p>

吸收

射線通過物體時被吸收。β和γ射線束通過吸收體后被減弱的程度可用下式表示: 式中I0、I分別為射線束通過吸收體前后的強度值, ρd為吸收體的密度和厚度值,μm為吸收體對該射線束的質量吸收系數(shù)。測得射線束強度變化,即可由上式確定吸收體的厚度或密度。其應用有透射式同位素密度計、厚度計和料位計等。

射線可使感光膠片感光,根據(jù)透過吸收體的射線使感光膠片的感光情況顯示,可以進行射線照相探傷?! ?/p>

散射

β射線、γ射線與物質相互作用會產生散射,其散射角甚至可大于90°,散射的程度與散射體的厚度、密度及原子序數(shù)有關。根據(jù)這一效應建立的反散射測量儀,可用于測定材料的厚度和密度,特別適用于涂層厚度的測量。

快中子與輕元素碰撞,能量迅速降低,待分析材料中如含氫豐富,中子慢化程度就高。根據(jù)此原理建立了中子測水分和中子測井石油)技術?! ?/p>

活化

低能β粒子與適當?shù)牧坠怏w作用可以發(fā)光,根據(jù)這種效應已經制成了氚發(fā)光粉和氚燈。低能光子可以激發(fā)元素發(fā)射特征X射線,利用配有同位素低能光子源的 X射線熒光分析儀可進行元素分析。放射性核素發(fā)射的α粒子和高能γ射線,可誘發(fā)輕元素原子核發(fā)生(α,n)、(γ,n)核反應。利用這些核反應制成的中子源可用于元素的中子活化分析。但是這類中子源的中子強度比反應堆的低得多,因此只適用于某些高反應截面核素(元素)的活化分析。

放射物和輻射病專題

主條目: 輻射

輻射類型: 核輻射 電離輻射

輻射源: 放射性物質 放射性同位素 放射源

放射線 從原子核中放射出來的有穿透性的粒子束。最常見的有α射線、β射線、γ射線、X射線(倫琴射線) 等

輻射強度單位是貝可勒爾(becquerel)簡稱貝可。比活度指放射源的放射性活度與其質量之比。

輻射應用: 放射治療 X光檢查 輻照加工

相關名人:倫琴 貝可勒爾

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